叮,一份详细的LIN收发器选型指南请查收-程序员宅基地

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之前给大家介绍了几家主流半导体厂商的CAN(FD)收发器,以及相互替换的注意事项,如下两篇文章:
CAN(FD)收发器选型及替换指南(一)_Auto FAE进阶之路的博客-程序员宅基地

CAN(FD)收发器选型及替换指南(二)_Auto FAE进阶之路的博客-程序员宅基地

本文接着介绍几家主流厂商的LIN收发器。由于工作原因,接触NXP的LIN收发器较多,所以介绍会详细些。对于其他厂家的LIN收发器的认知仅限于各自厂商的官网资料,所以介绍会简单些。如有不足,还请帮忙指出。

12V LIN和24V LIN的说明:

LIN1.3-LIN2.x规范中对于LIN正常工作的供电电压要求为7-18V,耐压要求为-0.3-40V,这个是12V系统的要求,对于24V系统的LIN电气参数要求,该规范中没有定义,如下图所示:

LIN2.1规范

但是在ISO17987-4:2016的5.3.5章节定义了24V系统中LIN的电气参数,如下图所示,

image-20220506110802144

目前市面上大部分厂家的LIN收发器都是12V系统,24V系统比较少见。

1. NXP的LIN收发器介绍

NXP的LIN收发器都是用于12V系统的,不推荐在24V系统使用。NXP的LIN收发器根据通道数分为三类,单通道,双通道以及四通道,根据功能分为普通LIN收发器和LIN Mini-SBC。下面分别针对三种通道数目的LIN收发器和LIN Mini-SBC进行详细介绍。

单通道LIN收发器

功能描述

单通道LIN收发器的子类型是最多,主要有五个型号,分别是TJA1027,TJA1029,TJA1021/TJA1020,MC33662(B),越往后的型号功能越多,如下图所示:

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  1. TJA1027是最简单的LIN收发器,没有唤醒,TXD引脚显性超时等功能。当成本压力非常大时,可以考虑使用该收发器。
  2. TJA1029在TJA1027基础上增加了TXD显性超时功能,当TXD产生下降沿时,LIN收发器内部的计时器开始计时,一旦TXD保持显性电平达到tto(dom)TXD(TJA1029典型值为12ms),就会关闭发送器,使LIN总线处于隐性电平。
  3. TJA1021和TJA1020(两者pin2pin)目前是市场上最常见的LIN收发器,在TJA1029的基础上增加了唤醒功能和INH引脚。
  4. MC33662(B)和TJA1021相比,主要是增加了FAST BAUD RATE模式,可以通过特定顺序配置EN和TXD进入该模式,此模式下的波特率高于100kbps,可以用在ECU测试或者MCU的程序升级。

如果想进一步了解MC33662的FAST BAUD RATE模式,可以去NXP官网下载MC33662的数据手册进行查看,下载链接为:MC33662数据手册

参数对比

上述几款芯片的详细参数对比如下表:

image-20220418223822208

双通道LIN收发器

NXP的双通道LIN收发器只有一款,就是TJA1022,可以认为是两个TJA1029的晶圆合并而成,但是相比两个TJA1029,在封装的面积上会小一些,如下图所示:

image-20220418225230738

需要注意的是,TJA1022除了SO14以及HVSON14封装之外,还有一个DHVQFN24封装,此封装主要是为了兼容4通道的TJA1024HG,如下图所示:

image-20220418225528534

TJA2022T以及TJA1022TK的封装是向前兼容的,既TJA1022T的焊盘可以贴TJA1029T,TJA2022TK的焊盘可以贴TJA1029TK,反之则不行。

四通道LIN收发器

功能描述

四通道的LIN收发器主要有三个型号,分别为TJA1024,TJA1124,SJA1124,主要区别如下:

image-20220420214141910

  • TJA1024可以认为是两个TJA1022或者四个TJA2019合并而成,但是面积上节省了很多,从下图的对比也可以看出。

    image-20220420214518179

  • TJA1124相比TJA1024,在内部集成了LIN主机电阻,增加了VIO引脚和INH引脚(这两个引脚和CAN收发器的同名引脚功能一样,不再赘述),在主节点较多的情况下,使用TJA1124可以更进一步减少PCB面积和BOM,如下图所示:

    image-20220420215541043

  • SJA1124内部集成了SPI转LIN的功能模块,可以减少MCU的UART占用,同时SJA1124还支持高速LIN功能,支持超过20K的波特率。SJA1124相比TJA1124可以节省比较多的MCU引脚资源,如下图所示:

    image-20220420221225130

参数对比

上述三个芯片的详细参数对比如下表:

image-20220420222848037

LIN Mini-SBC

功能描述

车内有些ECU对PCB的面积要求严格,如雨刮器,座椅加热模块,方向盘加热模块等,这些ECU一般都使用LIN通信,此时集成LDO和IN收发器的芯片就有了用武之地,如市场上常见的TJA1028,这类产品NXP称为 LIN Mini-SBC。

NXP的LIN Mini-SBC主要有三款,TJA1028,UJA1018,TJA1128,主要区别如下图:

image-20220420225232750

  • TJA1028是目前客户用的最多的LIN Mini-SBC,内部是一个普通LIN收发器+70mA输出的LDO。
  • UJA1018在TJA1028的基础上增加了输出电流达30mA的三路高边开关,可以用来驱动RGB三色灯,同时还有自动寻址功能。
  • TJA1128在TJA1028的基础上增加了窗口看门狗,唤醒引脚,可配置的高压输出引脚,用于配置内部寄存器的SPI引脚等。
参数对比

三个LIN Mini-SBC的参数对比如下:

image-20220420232601205

总结

上面陆陆续续把NXP的LIN收发器介绍完了,这些LIN收发器之间的区别以及联系可以通过下面这张图概括。

image-20220420233104836

2. TI的LIN收发器介绍

根据应用的汽车电池系统的不同,将TI收发器分为两大类,12V系统LIN收发器和24V系统LIN收发器,介绍如下。

12V系统LIN收发器

12V系统LIN收发器按通道数可以分为单通道LIN,双通道LIN,四通道LIN以及LIN SBC。

单通道LIN收发器
  • SN65HVDA1xx,TLIN1021(A)和NXP的TJA1020,TJA1021是pin2pin的,但是耐压做的高一些。同时TLIN1021A可以提供功能安全设计文档。
  • TLIN1027和TJA1027是同一类型的LIN收发器,两者pin2pin,且不带TXD显性超时功能。
  • TLIN1029,TLIN1039和TJA1029是同一类型的LIN收发器,pin2pin,带TXD显性超时功能,并且TLIN1039可以提供功能安全设计文档。
双通道LIN收发器
  • TLIN1022A和TJA1022同属于双通道的LIN收发器,两者pin2pin,TLIN1022A耐压更高,可以提供功能安全设计文档。
四通道LIN收发器
  • TLIN1024(A)和TJA1024同属于四通道LIN收发器,pin2pin,内部只继承了从机终端电阻,用于主机节点时LIN引脚需要外部增加1kΩ的上拉电阻。TLIN1024A以提供功能安全设计文档。
LIN SBC
  • TLIN1028和TJA1028属于内部集成了LDO的LIN SBC,pin2pin。
  • TLIN1441内部同时集成了LDO和看门狗,当系统需要使用MCU外部的看门狗时非常合适。

24V系统LIN收发器

TI的24V系统LIN收发器型号和12V系统LIN收发器命名类型,只是将TLIN1xxx换成了TLIN2xxx,但是没有4通道的,主要型号如下:

  • TLIN2021(A),和TLIN1021(A)是pin2pin的,12v系统和24V系统都可用。
  • TLIN2022,和TLIN1022是pin2pin的,12v系统和24V系统都可用。
  • TLIN2027,和TLIN1027是pin2pin的,12v系统和24V系统都可用。
  • TLIN2029,和TLIN1029是pin2pin的,12v系统和24V系统都可用。
  • TLIN2441,和TLIN1441是pin2pin的,12v系统和24V系统都可用。

总结

TI的所有车规LIN收发器及其特性总体如下表所示:

image-20220506105111377

3. Infenion的LIN收发器介绍

Infenion的LIN收发器都是用于12V系统的,主要有如下三类:

image-20220507203243358

  • 带LDO的LIN SBC,主要是TLE8457和TLE8458,可以给外部的MCU供电。
  • 单路LIN收发器,主要是TLE7257,TLE7258,TLE7259以及比较老的TLE6258。
  • 双路/四路LIN收发器,分为两路的TLE7268和TLE7269,以及四路的TLE7468。

下面按照这三类进行详细介绍:

带LDO的LIN SBC

  • TLE8457集成了输出5V(A,C版本)或者3.3V(B,D版本)的70mA LDO,同时还会监控输出电压,欠压一段时间会通过NRST引脚复位MCU。TLE8457A,B版本相比C,D版本增加了一个用于初始化时检测系统是否异常的看门狗,详细情况请查阅数据手册。TLE8457和TJA1028是pin2pin的。
  • TLE8458集成了输出5V(G版本)或者3.3V(GV33版本)的50mA LDO,同时带wakeup引脚,支持本地唤醒。

单路LIN收发器

  • TLE6258属于比较老的LIN收发器,需要同时提供5V电和12V电,而且不带TXD显性超时功能,现在很少遇到客户使用。

  • TLE7257和TLE7258两者pin2pin,都带sleep mode和standby mode,主要区别是前者上电之后先进入sleep模式,后者上电之后先进入standby mode,两者状态机如下图所示:

    image-20220507210239804

  • TLE7258还有一个裁剪版,TLE7258D,不带INH引脚,不支持TXD timeout,和TJA1027是pin2pin的,需要注意的是两者上电之后进入的模式是不一样的,软件配置时需要注意。

  • TLE7259相比TLE7258,增加了Wake up引脚,支持本地唤醒功能,和TJA1021是pin2pin的。

双路/四路LIN收发器

  • TLE7268的下半部分和TLE7258兼容,如下图所示,没有本地唤醒功能。

    image-20220507213106006

  • TLE7269的上半部分和TLE7259兼容,如下图所示,支持本地唤醒功能。

    image-20220507213411867

  • TLE7468,这个芯片手册笔者在英飞凌官网没有找到数据手册,只有选型手册提到这个型号,具体特性也不是很清楚

总结

Infenion的LIN收发器大概情况如下图所示:

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4. ON的CAN(FD)收发器

ON的收发器也都是用于12V系统的,因为ON官网没有选型手册或者选型表格,只能基于笔者已搜索的型号进行介绍。

带LDO的LIN SBC

  • NCV7361,NCV7428都和TJA1028是pin2pin的,但是NCV7361相比另外两者,LDO性能弱一些,只能输出50mA的电流,且输出电压只有5V一种。
  • NCV7420带可以输出5V/3.3V的50mA LDO,且带wake引脚,支持本地唤醒功能

单路LIN收发器

  • AMIS-30600,NCV7380,NCV7382都是需要同时提供5V电和12V电的LIN收发器。其中AMIS-30600和NCV7382都带INH引脚,是pin2pin的。NCV7380没有INH引脚,且不支持TXD显性超时功能。
  • NCV7321,NCV7327,NCV7329分别和NXP的TJA1021,TJA1027,TJA1029是pin2pin的,功能也都差不多,就不赘述了。

双路/四路LIN收发器

  • NCV7422是双路LIN收发器,只有DFN14封装,和HVSON14封装的TJA1022是pin2pin的。

  • NCV7424是四路LIN收发器,只有TSSOP16封装,占用的PCB面积较大,但是散热会方便些,中间的一部分和NCV7329封装兼容,如下图所示:

    image-20220507224644676

总结

ON的收发器虽然种类不少,但是主推的还是NCV7321,NVC7327,NCV7329等和NXP,TI做引脚兼容的型号。

参考资料

  • NXP的培训资料《IVN_CAN_LIN Portfolio Overview_for DFAE Training.pdf》

  • Infenion的选项手册《Infineon-Automotive_Power_SelectionGuide_2019-ProductSelectionGuide-v01_00-EN.pdf》

  • 相关芯片的数据手册


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